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当电压和加热时间一样,通过电流加热怎么能有效的控制温度?

当电压和加热时间一样,通过电流加热怎么能有效的控制温度?

由网友 容济点火器 提供的答案:

通电发热,都遵从焦耳定律,也就是流过导体产生的热量,等于流过导体电流的平方和导体的电阻以及通电时间的乘积,数学公式是:Q=I*I*R*t,而且是所有电路都合用的。而温度,和热量是存在直接相连关系的,温度变化=热量÷质量÷比热容,如果散热情况一定,质量一定,比热容也不会改变,只要控制热量,就可以控制温度了,请关注:容济点火器

而发热的导体,一般都是阻性的,也就是说适用于:Q=电压的平方÷电流,这个变形的焦耳定律公式,只要控制好通过导体的电压和时间,就能有效控制需要的温度。

如果施加给导体的电压和加热时间是不变的,相当于导体发热量Q是不变的,如果没有适当的散热系统,温度理论上会越来越高,所以是无法有效的控制温度的。

目前市场上,绝大多数温控系统,都是通过接触器来控制通电时间来达到控制温度的目的的,简单而言,就是设定某个温度值,比如100度,这是温控目标,当温度高于100度时候,切断了导体的通电电压,相当于通电时间变为0。当目标温度低于100度,让导体直接接入需要的电压,比如220伏,导体马上发热,让温度升上来。

实际上,还会有个死区设置问题,就是一种迟滞利用,比如设定动作间隙是2度,当温度变为102度时候,才让导体的电压被切断,而温度高于98度时候,才给导体通电让导体发热。之所以这样设计,是因为温度系统是一个大纯滞后系统,你马上通电,它会一段时间才升温,甚至刚通电时候,温度还会下降的。而反过来,温度高的时候,你马上断电,温度也不会跟着下降,而是继续往上升到一定值才会下滑,这种简单的控温模式,叫ON-OFF控温模式,也叫棒棒控制,很多要求精度不高的场合,都使用了这个模式,而这模式控温,温度波动±10度是很正常的。

如果想控温的精度高点,可以利用一个叫PID控制器的东西来完成,PID是工业上的一种常见控制算法,翻译过来叫比例-积分-微分算法,这套东西,本质上就是高等数学里边的微积分,但是应用在这里,它主要是利用目标温度和实际温度比较后的偏差,来通过这些微积分处理,作用意义就尽可能让温度偏差变小,尽快稳定下来,形成一个稳定的单回路闭环系统,P相当于放大或者缩小偏差,I可以理解成多个P的组合,起到反复调节的作用,如果不达到目标值,I就会一直动作下去,而D是利用了偏差的变化量来输出,相当于一个超前预测的作用。

但是因为上边说到的温控系统,存在大纯滞后问题,单纯的PID控制起来,参数整定非常困难,想达到精确的控温目的,很不容易,对现场工作人员而言,手动调整PID参数,是巨大的考验,所以温度算法做了改进,现在已经有了单片机自动整定PID的功能,还有会根据环境变化,自动修正PID参数的功能,也就是自适应控制,听起来像是今天的人工智能AI的意味了。另外还有模糊算法,模糊+PID算法,应用在温控系统上非常成熟的,目前很多温控表都在使用。

除了上边说到的开关量通断的方式来满足通电时间,达到控温目的外,还有一种是通过调整施加在导体电压的方法来满足目的的,比如利用可控硅的导通角,来控制输出给发热体上的电压大小,这种控温精度比较高,因为可以根据温度的变化,很快调低或者调高电压,相当于通过导体的电流,变化范围比较光滑连续,这样温度控制起来,会容易很多,这种控制叫移相触发控制,而上边那种控制的方法,叫过零触发,过零触发,效果相对差点了,但是成本低,简单可靠,两种温控系统,各有优势了。

除了控制加热端来满足控制要求,实际上还有一种手段,就是利用散热来满足温度控制,散热越快,系统里边的热量Q会减少,同样会让温度降低,所以可以控制风机,冷却水之类的,来及时疏导热量,满足温度稳定,很多温控表,温控器,都会带双路输出,一路控制加热,而另外一路控制冷却,这种系统在一些密闭性差,而精度要求高的场合,得到了广泛应用。

由网友 四重奏6028217 提供的答案:

对于电加热来说,起作用的就是电流。常見的电热器具都是接在固定电源上的,比如家庭用的220V和汽车上的12v、24 v等。由于电压固定,加热体的内阻固定(不考虑因温度导致的内阻变化),故通过的电流也是一定的。所以要有效控制溫度,最为可行的办法就是控制通电加热的时间。具体控制途径主要有以下几种。

一.温控开关

这是最简便易行同时也是成本最低的控制方式。

它的工作原理是利用双金属片受热弯曲来控制通断的,本身的溫度不可调,但每个开关上都会标有予设好的溫度,由使用者自行选择。

这种开关应用最多的是家庭饮用水加热器。另外也有把它配置到其它电热器具上作二次保险用的。

二.普通型溫控表

这种温控表分指针式和数字式两种。

它可以随时按要求设置温度,使用非常方便。当达到予设溫度时,电热器的电源就会自动断开;当温度低于予设值电源又会被接通。这就实现了对温度的控制。但是,由于从加热体通电、断电到传感器把变化后的温度信息反馈到温控表,会有一定滞后。所以这种表不能实现精硧控温,而只能把温度变化控制在一个相对较小的范围内。

三.智能型溫控表

智能型温控表是一种能精硧控制温度的装置。在初次通电时,温控表会有一个自动“学习适应”的过程。比如我们设定了150℃,当温度达到这一数值,继电器会切断电源,但电热管的余热又让温度继续上升了3℃,从而影响控制精度。但机内的单片机会记住这一参数,在下次断电时会提前3℃把电断掉。通电加热时也是如此,在温度快要开始下跌时,提前把电接通。这就实现了对温度的精硧控制。

目前,在电子行业的多温区回流焊和LED烤箱中大都会采用这种溫控。

除了上述几种溫控方式外,还有PWM和双向可控硅等调温方式,但成品温控器很难买到,需要自己去编程设计。但从本质上讲,这些温控方式也都是采用控制通、断电时间所占的比例(既PWM方式所说的占空比)来实现的。以上是我的回答。

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由网友 电气玩家 提供的答案:

你说的其实就是想要达到一个恒温控制!

这种技术并不难,生活中也很常见,比如家里的空调运用的就是恒温控制!

恒温,恒压一类控制在工业自动化中很常见的。也有专门的装置叫PID控制器,工作原理很简单,当反馈的压力或者温度达到或者高于设定值,控制器上的接触器动作,当低于设定值接触器复位!你可以用这个控制加热电源的通断,达到恒温控制的目的,

当然啦能够实现恒温控制的方法有很多种,plc什么的也能实现,但是还是pid控制器最经济实惠!效果也不错!

由网友 姚电工 提供的答案:

当电加热棒的功率固定下来以后,要想通过控制电流来精准控制温度,不是不可以,只是成本你能承受不?(低成本是通过温控制器控制加热的时间,低于设定值通电加热,达到设定值即断电停止加热。)通过温控器来控制,电路中串加电阻,离设定温度值越远,串加的电阻越少,甚至为O,离设定温度值越近,串加的电阻值越大,当达到设定值时,电阻达到最大值,阻止电流通过,这个要设计出专门的电路版,编辑专门的软件程序控制。

由网友 狼159910324 提供的答案:

这是错误的认识,电压怎么能和加热时间一样呢?施加在加热器两端的电压是决定流过加热器的电流大小的关键。由于加热器一旦形成产品,它的阻值就被确定了不能改变。根据欧姆定律,电阻不变,改变电压就改变电流。因而加热器的发热能力就被调节,在这里温度是电流的函数,自变量电流的变化是通过改变电压来取得的。

由网友 学电子现在也不迟 提供的答案:

可以这样理解吗:工作电压恒定又长期工作的加热器,在电流连续条件下如何控制温度?

1、手动控制,串联一个可变电阻(交直流都适用)。

2、自动控制,直流电源加三极管,交流电源加双向可控硅。要有温度检测和调节单元。

由网友 bapldp 提供的答案:

控温,温度传感器,热敏电阻,加一个施密门电路,继电器可以,各空间温控平衡,检测,简单

由网友 随意018249 提供的答案:

问得语无伦次。

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